SEGUNDA LEY DE NEWTON

APLICACIONES DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON A PROBLEMAS CON VARIOS CUERPOS

EJERCICIO 7.26

APLICACIONES DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON A PROBLEMAS CON VARIOS CUERPOS

EJERCICIO 7.24

CUESTIÓN 27

27. ¿Por qué no es posible bucear como el submarinista del dibujo, aspirando el aire por un tubo unido a un flotador? ¿Por qué incluso es muy peligroso intentarlo?

Respuesta: Debajo del agua es mucho mayor la presión atmosférica y nuestros pulmones no pueden expandirse tanto como para inhalar el aire sobre la superficie, es muy peligroso ya que podría dañar nuestros órganos. Diferencia de presión.

CUESTIÓN 26

26. Lewis Carrol, autor de Alicia en el País de las Maravillas y aficionado a todo tipo de rompecabezas popularizó el siguiente:

En la figura peso y mono se encuentran equilibrados.

¿Qué le sucederá al peso, cuando el mono suba por la cuerda?

a) subirá

b) bajará

c) no se moverá.

Respuesta: el peso subirá ya que el mono al subir por la cuerda tirará de esta, y aumentará la fuerza de tensión de la cuerda, es decir habría más peso de un lado de la cuerda que el otro.

CUESTIÓN 25

25. Pesamos una botella que tiene una mosca en su interior. ¿Hay alguna diferencia en el peso si la mosca está volando o si está posada en la parte inferior?

Respuesta: no habría diferencia, porque cuando la mosca está posada sobre el interior de la botella pesaría igual que cuando está volando ya que al volar está sosteniendo su propio peso.

CUESTIÓN 24

24. Te encuentras en la estación orbital Beta-5 y unos mercaderes Veganos , que tienen mucha prisa, pretenden venderte unas esferas de oro a un precio de ganga. Sospechas que están huecas ¿Cómo podrías comprobarlo rápidamente? A los mercaderes les parecería muy mal que las agujerearas o deformaras.(Beta-5 no gira sobre si misma y por estar en caída libre en ella no funcionan las balanzas ni las básculas y no tienes otros instrumentos).


Respuesta: si tengo una bola que sea de oro puro y maciza entonces la compararía con las que me van a vender de esta forma: las hiciera rodar con la misma fuerza y si la que está en venta toma mayor velocidad que la otra entonces es hueca.

CUESTIÓN 23

23. En una báscula hay un vaso con agua. Si introducimos en el agua una bola colgada de un hilo sin que llegue a tocar el fondo del vaso. ¿Cambiará la lectura de la báscula?

Respuesta: La báscula marcará más peso porque la bola hará una fuerza sobre el agua pero hacia abajo, al entrar la bola al agua se está pesando también su volumen.

CUESTIÓN 22

22. Una persona sujeta una caja mediante una cuerda, en las posiciones del plano inclinado que se representan en la figura. ¿En qué posición de las dos dibujadas habrá que ejercer una fuerza mayor para sostenerla?

Respuesta: en las dos figuras se aplica la misma fuerza, ya que actuàn sobre ella las mismas fuerzas que son el peso, la normal y el rozamiento, la altura no tiene nada que ver en este caso.

CUESTIÓN 21

21. la figura adjunta representa esquemáticamente (no a escala) un péndulo que cuelga del “techo” de una nave espacial que gira con movimiento circular uniforme alrededor de la Tierra. En estas condiciones podemos afirmar que el período de oscilación de dicho péndulo:

a) Sería mayor que el que tendría en la superficie terrestre.

b) Sería igual al que tendría en la superficie terrestre.

c) Sería menor que el que tendría en la superficie terrestre.

d) Otra respuesta (especificar)

Respuesta: la oscilación serìa mayor porque el péndulo en el espacio serìa más ligero y por ende se mueve más rápido.

CUESTIÓN 20

20. La figura adjunta representa (no a escala) el planeta Tierra, rodeado por al atmósfera. Señalar verdadero o falso, a continuación de cada una de las afirmaciones siguientes:

a) La gravedad terrestre en B sería menor que en A.      (Verdadero)

b) la gravedad terrestre en C sería cero.                          (Falso)

Respuesta: a) mientras los cuerpos se alejen mas de la tierra la gravedad es menor.
b) la gravedad cero no existe.

CUESTIÓN 19

19. Un paquete se encuentra descansando sobre el suelo de un vagón de tren que se está moviendo hacia la derecha. Imagínate que te encuentras parado en el andén pero que puedes ver lo que ocurre dentro del vagón.

Dibuja las fuerzas que en tu opinión estarían actuando sobre el paquete en cada caso, indicando a qué se debe cada una de ellas, teniendo en cuenta que en ninguna de las situaciones descritas el paquete se desplaza de su sitio sobre el suelo del vagón.

Respuesta: para los tres casos seria la fuerza normal y la gravedad.

CUESTIÓN 18

18. Un péndulo se encuentra suspendido en el techo de un vagón de tren. Imagínate que ten encuentra parado/a en el andén, pero que pueden ver lo que ocurre dentro del vagón. Dibuja la posición correcta del péndulo en los distintos casos, así como las fuerzas que actúan sobre la bola del mismo.

• Cuando la velocidad es constante el peso se mantendría en el centro y actuarían las fuerzas de gravedad y la tensión como se muestra en la figura.
• Cuando la velocidad va disminuyendo el péndulo oscilaría hacia adelante porque la fuerza de la trayectoria en el  eje (x) seria mayor que la del eje (y) 
• Cuando la velocidad va aumentando el péndulo oscilaría hacia atrás porque la trayectoria en el eje (y) seria mayor que la del eje (x).

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CUESTIÓN 17

17. Dos masas exactamente iguales, se cuelgan de los extremos de una polea (ver figura). El sistema se deja en libertad desde la situación inicial. ¿Cuál de las tres opciones: A, B ó C, adoptarían las masas tras soltarse?

Respuesta: es la opción (B), ya que poseen masas iguales entonces quedan en equilibrio.

CUESTIÓN 16

16. Un satélite gira alrededor de la Tierra con movimiento circular y uniforme, con lo que sobre él actuarán las siguientes fuerzas reales (señalara la respuesta correcta):

a) fuerza de atracción gravitatoria,

b) gravitatoria y la centrífuga,

c) centrípeta y la centrífuga,

d) gravitatoria, la centrífuga y la centrípeta,

e) otra respuesta (especificar).

Respuesta: la fuerza que mantiene a los satélites girando alrededor del planeta Tierra es la fuerza gravitatoria y la velocidad con la que van los satélites gracias a los propulsores hacen que no se caigan.

CUESTIÓN 15

15. Se lanza una bola hacia la derecha por una superficie horizontal. Considerando nulo el rozamiento, señala cual de los siguientes esquemas representa correctamente las fuerzas que actúan sobre la bola poco después de haber sido lanzada:

Respuesta: la opción (B) es la correcta ya que solo actúan la fuerza de la gravedad y la normal.

CUESTIÓN 14

14. Dibujar las fuerzas reales y su resultante que en cada una de las siguientes situaciones actúan sobre la bola. (La flecha indica en cada caso el sentido de movimiento en el instante representado. El rozamiento se considera nulo).

CUESTIÓN 13

13. En las figuras siguientes se muestran cuatro situaciones diferentes en las que se encuentra la bolita de un péndulo. Dibujar las fuerzas que actúan sobre la misma y su resultante.

CUESTIÓN 12

12. Una nave espacial se mueve en el espacio intergaláctico (lejos de cualquier interacción), desde un punto a A otro B, con los motores apagados. En el punto B, el piloto conecta los motores durante unos pocos segundos y los desconecta en el punto C, tal y como se indica en la figura. Dibuja la posible trayectoria de la nave entre el punto B y el C, y también la que sigue después del punto C.

CUESTIÓN 11

11. La figura A se representa una balanza en la que el platillo de la derecha hay un recipiente con agua y a su lado una bola de madera. La balanza está en equilibrio debido a las pesas que se han colocado en el platillo de la izquierda. Se coge la bola y, con cuidado de no derramar nada de agua, se introduce en el recipiente, enganchándola al fondo como se muestra en la figura B. ¿Qué ocurre entonces a la aguja de la balanza? (señala la respuesta que te parezca correcta.)

a) Se quedará en el centro.

b) Se desviará un poco hacia la derecha.

c) Se desviará un poco hacia la izquierda.

Respuesta:  la aguja de la balanza no se moverá, ya que solo están introduciendo la bola en el agua, el peso seria el mismo y no habrá ninguna alteración la balanza seguirá equilibrada osea en el centro.

CUESTIÓN 10

10. Una piedra de 400 kg descansa sobre un suelo horizontal y perfectamente liso sin rozamiento. la fuerza mínima necesaria para conseguir empezar a moverla deberá ser:

a) mayor que su peso.

b) menor que su peso.

c) igual que su peso.

d) cualquier fuerza lo consigue.

e) no podrá moverse.

Respuesta: ya que la piedra descansa sobre una superficie lisa y sin rozamiento cualquier fuerza podría moverla, cualquier toque sutil movería la piedra.

CUESTIÓN 9

9. Al llegar a clase por la mañana, tras una fría noche de invierno, ¿qué estará a una temperatura más baja: las patas metálicas de tu mesa o el tablero de madera de ella?

Respuesta: las patas metálicas de la mesa porque el metal es un excelente conductor del calor, en cambio la madera es mala conductora del calor; los dos están a la misma temperatura pero el metal absorbe el calor de nuestro cuerpo.  

CUESTIÓN 8

8. ¿Qué ocupa un mayor volumen: 125 ml de agua o 125 ml de arena? ¿Qué pesará más 4g de aire o 2 g de hierro?

Respuesta:

* el agua y el arena tienen la misma unidad de medida por esa razón ocupan el mismo volumen.
* el aire pesaría más ya que tiene mayor cantidad de gramos que el hierro.

CUESTIÓN 7

7. Como sabes, la Tierra gira alrededor del Sol en una órbita aproximadamente circular. ¿Cuál de los dibujos de abajo representa mejor la fuerza (o fuerzas) que actúan sobre la Tierra?

Respuesta: La gravedad del Sol atrae los planetas, de manera similar que la gravedad de la Tierra atrae cualquier cosa que no esté sujetada por alguna otra fuerza y nos mantiene a todos nosotros con los pies en la tierra.Los objetos más pesados (en realidad, aquellos más masivos) producen una atracción gravitacional más grande que los objetos más livianos,el Sol ejerce la atracción gravitacional más fuerte de todas. La única fuerza que interviene es la de la gravedad del Sol.

CUESTIÓN 6

6. Supongamos que la Tierra se excavasen dos túneles y dejáramos una piedra justo en la boca de los mismos, tal y como viene representados en las figuras adjuntas. Completar ambos esquemas dibujando las trayectoria que seguiría la piedra en cada caso, una vez que se suelta.

Respuesta: las 2 piedras seguiría la misma  trayectoria, hacia el centro de la Tierra, debido a la fuerza de atracción que ejerce la Tierra hacia los cuerpos, independiente del lugar en donde se encuentre.

CUESTIÓN 5

5. Si al lanzar verticalmente y hacia arriba una piedra de 1 kg tarda en caer al suelo 3 segundos, ¿qué tiempo tardará otra piedra que se lanzara igual, pero de masa 2 kg?

Respuesta: si lanzamos las piedras con la misma fuerza, la de 1 kg tarda más que la de 2 kg ya que tiene menos peso y por ende va a demorar más tiempo en caer que la piedra de 2 kg.

CUESTIÓN 4

4. Juan suelta una pelota desde la azotea de un edificio. Nieves está en el quinto piso y Pedro en el segundo. ¿Cuál crees que será mayor: la velocidad de la pelota medida por Nieves o la medida por Pedro? ¿Será la misma? Explica tu respuesta.

Respuesta: La velocidad mayor serìa la medida por Pedro.

CUESTIÓN 3

3. Imagínate que estamos subiendo sobre las escaleras mecánicas de unos grandes almacenes. Si en el instante en que estemos subiendo, damos un salto vertical:

a) Caemos en el mismo escalón desde el que saltamos.

b) Caemos en un/unos escalones más atrás

c) Caemos en un/unos escalones más adelante.

d) No lo sé.

Respuesta: la opción correcta es la (A) ya que si nosotros estamos en un cuerpo en movimiento que va a una velocidad determinada,nosotros también iríamos a la misma velocidad por ende al saltar lo haríamos con la misma velocidad y caeríamos en el mismo escalón del que saltamos.

CUESTIÓN 2

2. Una persona lanza verticalmente y hacia arriba una piedra. Las situaciones A, B y C que se muestran en la figura corresponden a posibles representaciones de las fuerzas que actúan sobre la piedra en el instante en que está subiendo (A), está en su punto más alto de sus subida (B) y cuando está descendiendo (C). En cada una de ellas, (A,B y C) marca el dibujo que creas corresponde a la/s fuerza/s que actúan sobre al piedra en cada instante de los mencionados.

Respuesta:  (A)  es la opción correcta, ya que la única fuerza que actúa sobre la piedra es la de la gravedad que hace que esta desciende por la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre los cuerpos.

CUESTIÓN 1

1. Si de repente desapareciera todo el aire de la atmósfera terrestre, tendríamos algunos problemas “sin importancia”, pero ¿qué le sucedería al peso de los cuerpos? (señala la opción que creas correcta):

A:Pesaría más.

B: Pesaría menos.

C:Pesarìa lo mismo

D: No pesaría.

E: No lo sé.

Respuesta: los cuerpos pesarían menos ya que al desaparecer todo el aire de la atmósfera todos los cuerpos perderían el aire y por esa razón perderían peso, por ejemplo si sacamos el aire de un balón de fútbol y lo pesamos nos vamos a dar cuenta que pesará menos que al principio.